PHP 位运算介绍

位运算符允许对整型数中指定的位进行求值和操作。 以下是官网的一个介绍。

例子名称结果
$a & $bAnd(按位与)将把 $a 和 $b 中都为 1 的位设为 1。
$a | $bOr(按位或)将把 $a 和 $b 中任何一个为 1 的位设为 1。
$a ^ $bXor(按位异或)将把 $a 和 $b 中一个为 1 另一个为 0 的位设为 1。
~ $aNot(按位取反)将 $a 中为 0 的位设为 1,反之亦然。
$a « $bShift left(左移)将 $a 中的位向左移动 $b 次(每一次移动都表示 “乘以 2”)。
$a » $bShift right(右移)将 $a 中的位向右移动 $b 次(每一次移动都表示 “除以 2”)。
详情请点击这里了解。

平常开发需要用位运算吗?

位运算符都是针对整数的二进制数字形式而进行的。
我们都知道计算机中运算使用的是二进制,在我的电脑,整数有4个字节(byte),而1个字节有8位(bit),一个整数有32位二进制来表示。

例如1的二进制表示:
00000000 00000000 00000000 00000001

那么位运算说简单点就是改变这32个位的值,无非是改成0或者1而已,然后变成了新的数。这样理解或者不是非常准确,但是让你至少知道位运算到底在干嘛

总结的几点规则:

  1. 二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数

    $a = 1
    在我的电脑,整数有4个字节(byte),而1个字节有8位(bit),因此1的实际二进制样子
    00000000 00000000 00000000 00000001
    符号位就是左边第一个(即0)用来表示正负,其他的0,1表示数值,例如-1的表示:
    10000000 00000000 00000000 00000001

  2. 正数和负数都有原码反码补码,不需要考虑它们是什么,计算机底层如此设计,利于数学计算,也不是我们讨论的范畴.

  3. 正数的原码,反码,补码都一样。
    例如上面的1的原码反码补码都是00000000 00000000 00000000 00000001

  4. 负数的反码只需要将原码的符号位保持一致,其他位取反即可(1->0,0->1)
    例如-1的原码为:
    10000000 00000000 00000000 00000001
    转换-1的反码为:
    11111111 11111111 11111111 11111110

  5. 负数的补码=它的反码+1
    转换-1的补码为:
    11111111 11111111 11111111 11111110

  6. 0的反码补码都是0

  7. PHP没有无符号数,换言之,PHP中的数都是有符号的

  8. 计算机在运算的时候,都是以补码的方式来运算的

开始跟着php官方手册试几个

  1. ~ $a Not(按位取反) 将 $a 中为 0 的位设为 1,反之亦然。(PHP手册记录)

    例如$a = 2;echo ~ $a;
    手工计算方式:
    2是正数,原码反码补码都是一样的,都是00000000 00000000 00000000 00000010
    计算机运算使用的是补码,因此我们按照按位取反的规则计算2的补码来生成新的补码,也就是将2的补码中的0改为1,1改为0,得到新的补码:11111111 11111111 11111111 11111101
    上面得到的就是新的补码了,其实在计算机中已经算计算完成了,但是我们需要校验这个补码对不对。先将补码转为反码:11111111 11111111 11111111 11111100(参考上面的规则5)
    然后再将反码转原码:10000000 00000000 00000000 00000011(参考上面的规则4) 二进制11是3 符号位是1 ,因此结果是-3

  2. $a & $b And(按位与) 将把 $a 和 $b 中都为 1 的位设为 1 ,否则为0(PHP手册记录) 例如:
    $a = 2;
    $b = 3;
    echo $a & $b;
    手工计算方式:
    计算2和3的补码,2的补码:00000000 00000000 00000000 00000010,3的补码:00000000 00000000 00000000 00000011
    计算新的补码结果为:00000000 00000000 00000000 00000010
    得到结果:第一位符号位0,表示正数,正数的原码反码补码都是一样,因此原码也是它:00000000 00000000 00000000 00000010 结果为2